中考数学一轮复习 题型举一反三 专题20 全等三角形【十六大题型】（举一反三）（2份打包，原卷版+解析版）

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TOC \ "1-3" \h \u
\l "_Tc16461" 【题型1 利用全等三角形的性质求解】 PAGEREF _Tc16461 \h 2
\l "_Tc20597" 【题型2 添加一个条件使两个三角形全等】 PAGEREF _Tc20597 \h 7
\l "_Tc15543" 【题型3 结合尺规作图的全等问题】 PAGEREF _Tc15543 \h 10
\l "_Tc32624" 【题型4 全等三角形模型-平移模型】 PAGEREF _Tc32624 \h 18
\l "_Tc18366" 【题型5 全等三角形模型-对称模型】 PAGEREF _Tc18366 \h 24
\l "_Tc2199" 【题型6 全等三角形模型-旋转模型】 PAGEREF _Tc2199 \h 28
\l "_Tc22317" 【题型7 全等三角形模型-一线三等角模型】 PAGEREF _Tc22317 \h 38
\l "_Tc23735" 【题型8 全等三角形模型-手拉手模型】 PAGEREF _Tc23735 \h 47
\l "_Tc18983" 【题型9 构造辅助线证明两个三角形全等-倍长中线法】 PAGEREF _Tc18983 \h 53
\l "_Tc20961" 【题型10 构造辅助线证明两个三角形全等-截长补短法】 PAGEREF _Tc20961 \h 61
\l "_Tc11270" 【题型11 构造辅助线证明两个三角形全等-作平行线】 PAGEREF _Tc11270 \h 73
\l "_Tc25933" 【题型12 构造辅助线证明两个三角形全等-作垂线】 PAGEREF _Tc25933 \h 82
\l "_Tc20292" 【题型13 利用角平分线的性质求解】 PAGEREF _Tc20292 \h 90
\l "_Tc18729" 【题型14 角平分线的判定定理】 PAGEREF _Tc18729 \h 96
\l "_Tc2189" 【题型15 利用全等三角形的性质与判定解决测量问题】 PAGEREF _Tc2189 \h 105
\l "_Tc1502" 【题型16 利用全等三角形的性质与判定解决动点问题】 PAGEREF _Tc1502 \h 111
【知识点 全等三角形】
1.全等三角形的概念
能够完全重合的两个三角形叫做全等三角形。
把两个全等的三角形重合到一起，重合的顶点叫做对应顶点，重合的边叫做对应边，重合的角叫做对应角。
2.全等三角形的性质
全等三角形的对应边相等；全等三角形的对应角相等。
3.三角形全等的判定
(1)边边边(SSS)：三边分别相等的两个三角形全等。
(2)边角边(SAS)：两边和它们的夹角分别相等的两个三角形全等。
(3)角边角(ASA)：两角和它们的夹边分别相等的两个三角形全等。
(4)角角边(AAS)：两角和其中一个角的对边分别相等的两个三角形全等。
(5)斜边.直角边(HL)：斜边和一条直角边分别相等的两个直角三角形全等。
4.全等变换
只改变图形的位置，二不改变其形状大小的图形变换叫做全等变换。
全等变换包括一下三种：
（1）平移变换：把图形沿某条直线平行移动的变换叫做平移变换。
（2）对称变换：将图形沿某直线翻折180°，这种变换叫做对称变换。
（3）旋转变换：将图形绕某点旋转一定的角度到另一个位置，这种变换叫做旋转变换。
【题型1 利用全等三角形的性质求解】
【例1】（2023·四川德阳·统考二模）如图，，记，，当时，与之间的数量关系为（ ）．
A．B．C．D．
【答案】D
【分析】本题考查了全等三角形的性质，等腰三角形的性质，平行线的性质，熟记各性质并理清图中各角度之间的关系是解题的关键．根据全等三角形的性质可得，，然后求出，再根据等腰三角形两底角相等求出，然后根据两直线平行，同旁内角互补表示出，整理即可．
【详解】解： ，
，，
，
在中，
，
，
，
整理得．
故选：D．
【变式1-1】（2023·河南·模拟预测）已知下图中的两个三角形全等，则等于（ ）
A．B．C．D．
【答案】D
【分析】本题考查了全等三角形的性质，根据全等三角形对应角相等解答即可．
【详解】解：如图，两个三角形全等，
，两边的夹角相等，
，
故选：D．
【变式1-2】（2023·北京海淀·校考模拟预测）图中的小正方形边长都相等，若，则点可能是图中的 ．

【答案】点D
【分析】设图中小正方形的边长为1，由勾股定理可计算出的三边长，再计算出点M、F分别与A、B、C、D四点的距离，即可作出判断．
【详解】解：设图中小正方形的边长为1，
∵，
由勾股定理得：，，
由于，显然点A不可能是点Q；
∵，
∴，
∴，即点D是点Q；
∵，
∴点B不是点Q；
同理，点C不是点Q；
∴点可能是图中的点D；
故答案为：点D．
【点睛】本题考查了全等三角形的性质，勾股定理，利用勾股定理求得各线段的长度是关键．
【变式1-3】（2023·浙江·模拟预测）如图，已知，，，，绕着斜边AB的中点D旋转，DE、DF分别交AC、BC所在的直线于点P、Q．当为等腰三角形时，AP的长为 ．

【答案】或或
【分析】分类讨论：①当，由，，则，过作与，于，利用三角形的中位线的性质得到 ， ， ，可得到与的长，然后利用等腰三角形的性质得到 ，易得 ，又，利用三角形全等的性质得到，则 ，即，则，然后根据三角形相似的性质得到：：，代值计算可得，从而求得；②当，则点在点，易证，然后根据三角形相似的相似比即可得到，从而求得；②当，则，而，得到，即，易证，然后根据三角形相似的相似比即可求得．
【详解】解：①当，
，，，
则，
过作与，于，如图，

为的中点，
， ， ，
， ，
，
而，
，
又，
，
而，
，即，
，
：：，即： ：，
，
；
②当，则点在点，如图，

，
而，
，
，
：：，即： ：，
，
；
③当，则，
而，
，即，如图，

，
：：，即：：，
．
故答案为或或．
【点睛】本题考查了等腰三角形的性质：两腰相等，两底角相等．也考查了三角形全等的性质和三角形相似的判定与性质、直角三角形斜边上的中线性质以及分类讨论思想的运用．
【题型2 添加一个条件使两个三角形全等】
【例2】（2023·湖南长沙·统考中考真题）人教版初中数学教科书八年级上册第35-36页告诉我们作一个三角形与已知三角形全等的方法：
请你根据以上材料完成下列问题：
（1）完成下面证明过程（将正确答案填在相应的横线上）：
证明：由作图可知，在和中，
∴≌______．
（2）这种作一个三角形与已知三角形全等的方法的依据是______．（填序号）
①AAS；②ASA；③SAS；④SSS
【答案】（1）；（2）④．
【分析】（1）先根据作图可知，再根据三角形全等的判定定理即可得；
（2）根据三边对应相等的两个三角形是全等三角形即可得．
【详解】（1）证明：由作图可知，在和中，
，
∴．
故答案为：．
（2）这种作一个三角形与已知三角形全等的方法的依据是，
故答案为：④．
【点睛】本题考查了利用定理判定三角形全等，熟练掌握三角形全等的判定方法是解题关键．
【变式2-1】（2023·湖南岳阳·统考一模）如图，在中，，、是边上的点．请从以下三个条件：①；②；③中，选择一个合适的作为已知条件，使得．

(1)你添加的条件是______（填序号）；
(2)添加了条件后，请证明．
【答案】(1)①（答案不唯一）
(2)见解析
【分析】（1）利用全等三角形的判定定理进行分析，选取合适的条件进行求解即可；
（2）结合（1）进行求解即可．
【详解】（1）解：可选取①或③（只选一个即可），
故答案为：①（答案不唯一）；
（2）证明：当选取①时，
，
，
在与中，
，
，
；
当选取③时，
，
，
在与中，
，
，
．
【点睛】本题主要考查全等三角形的判定与性质，解答的关键是熟记全等三角形的判定定理与性质并灵活运用．
【变式2-2】（2023·河南·模拟预测）如图，给出下列四组条件：①，，；②， ，；③，，；④，，．其中，能使的条件共有（ ）

A．组B．组C．组D．组
【答案】C
【分析】根据全等三角形判定的条件，可得答案．
【详解】解：①，，，可利用判定全等；
②， ，，可利用判定全等；
③，，，可利用判定全等；
④，，，属于，不能判定全等；
∴能判定的条件有3组，
故选C．
【点睛】本题考查了全等三角形的判定，熟记全等三角形的判定是解题关键．
【变式2-3】（2023·广西柳州·统考中考真题）如图，点A，D，C，F在同一条直线上，AB＝DE，BC＝EF．有下列三个条件：①AC＝DF，②∠ABC＝∠DEF，③∠ACB＝∠DFE．

(1)请在上述三个条件中选取一个条件，使得△ABC≌△DEF．你选取的条件为（填写序号）______（只需选一个条件，多选不得分），你判定△ABC≌△DEF的依据是______（填“SSS”或“SAS”或“ASA”或“AAS”）；
(2)利用（1）的结论△ABC≌△DEF．求证：AB∥DE．
【答案】(1)①，SSS
(2)见解析
【分析】(1)根据SSS即可证明△ABC≌∆DEF，即可解决问题；
(2)根据全等三角形的性质可得可得∠A=∠EDF，再根据平行线的判定即可解决问题．
【详解】（1）解：在△ABC和△DEF中，
，
∴△ABC≌△DEF（SSS），
∴在上述三个条件中选取一个条件，使得△ABC≌△DEF，
选取的条件为①，判定△ABC≌△DEF的依据是SSS．（注意：只需选一个条件，多选不得分）
故答案为：①，SSS；
（2）证明：∵△ABC≌△DEF．
∴∠A＝∠EDF，
∴AB∥DE．
【点睛】本题考查了平行线的性质和全等三角形的性质，和判定定理，能熟记全等三角形的判定定理是解此题的关键．
【题型3 结合尺规作图的全等问题】
【例3】（2023·浙江衢州·统考中考真题）如图，在中，以点A为圆心，适当长为半径画弧，分别交，于点D，E．分别以点D，E为圆心，大于长为半径画弧，交于内一点F.连结并延长，交于点G．连结，.添加下列条件，不能使成立的是（ ）

A．B．C．D．
【答案】D
【分析】根据题意可知是三角形的角平分线，再结合选项所给的条件逐次判断能否得出即可．
【详解】根据题中所给的作图步骤可知，
是的角平分线，即．
当时，又，且，
所以，
所以，
故A选项不符合题意．
当时，
，
又，且，
所以，
所以，
故B选项不符合题意．
当时，
因为，，，
所以，
所以，
又，
所以，
即．
又，
所以，
则方法同（2）可得出，
故C选项不符合题意．
故选：D．
【点睛】本题考查全等三角形的判定，熟知全等三角形的判定定理是解题的关键．
【变式3-1】（2023·河南·统考中考真题）如图，在四边形ABCD中，，，，．分别以点A，C为圆心，大于长为半径作弧，两弧交于点E，作射线BE交AD于点F，交AC于点O．若点O是AC的中点，则CD的长为（ ）
A．B．4C．3D．
【答案】A
【分析】连接FC，根据基本作图，可得OE垂直平分AC，由垂直平分线的性质得出．再根据ASA证明，那么，等量代换得到，利用线段的和差关系求出．然后在直角中利用勾股定理求出CD的长．
【详解】
解：如图，连接FC，则．
，
．
在与中，
，
，
，
，．
在中，，
，
，
．
故选：A．
【点睛】本题考查了作图﹣基本作图，勾股定理，线段垂直平分线的判定与性质，全等三角形的判定与性质，难度适中．求出CF与DF是解题的关键．
【变式3-2】（2023·广东广州·统考二模）如图，四边形是矩形，以点为圆心，长为半径的半圆，交于点．

(1)作线段的垂直平分线交于点；（要求：尺规作图，不写作法，保留作图痕迹）
(2)以点为圆心，以为半径作，交弧于点（要求：尺规作图，不写作法，保留作图痕迹），证明：；
(3)在（2）的条件下，延长线段交于点F，从条件①或者条件②这两个条件中选择一个作为已知条件，求的值．
条件①：；
条件②：；
注明：如果选择条件①与条件②分别作答，按第一个解答计分．
【答案】(1)见解析
(2)见解析
(3)
【分析】（1）分别以点，为圆心，大于的长为半径，在的上下两侧画弧，连接两弧的交点，与交于点，即可；
（2）以点为圆心，以为半径作，交弧于点，连接．根据直径所对的圆周角是直角即可证明；
（3）选用条件①，设，，根据矩形的性质可得，，，，根据全等三角形的判定和性质可得，根据勾股定理可得，结合，可得，代入可得，即可求出．
【详解】（1）如图：分别以点，为圆心，大于的长为半径，在的上下两侧画弧，连接两弧的交点，与交于点．

（2）如图：以点为圆心，以为半径作，交弧于点，连接．

∵点是的中点，
∴是圆的直径，
∴，
即．
（3）如图，设，，且

∵四边形是矩形，
∴，，，，
∴，
∵，
∴，
在和中，
，
∴，
∴，
由勾股定理，得：，
∴，
∵，
∴，
∴，
∴，
∴，
∴．
选用条件②：；
则，
即，
同理可得．
【点睛】本题考查了尺规作图——作垂线，画圆，直径所对的圆周角是直角，矩形的性质，全等三角形的判定和性质，勾股定理，余弦的定义，解题的关键是理解题意，灵活运用所学知识解决问题，学会利用参数解决问题．
【变式3-3】（2023·福建福州·福建省福州屏东中学校考二模）如图，在中，，于点D，为锐角．
(1)将线段AD绕点A顺时针旋转（旋转角小于90°），在图中求作点D的对应点E，使得；（要求：尺规作图，不写作法，保留作图痕迹）
(2)在（1）的条件下，过点C作于点F，连接EF，BE，若，求的值．
【答案】(1)见解析
(2)
【分析】（1）以点A为圆心，AD为半径画弧，以点B为圆心，以BD为半径画弧，两弧相交于点E，连接AE、BE，则BE即为所求；
（2）先证明△ABC是等腰三角形，由等腰三角形的三线合一知，进一步证明，（SSS），得到，，又AF＝AF，，得到（SAS），，在中，，设，，得到，，得到答案．
【详解】（1）解：如图1所示，点E即为所求．
理由是：∵AB＝AC，
∴△ABC是等腰三角形，
∵AD⊥BC，
∴BD＝CD＝BC，
∴线段AD绕点A顺时针旋转（旋转角小于90°），旋转角为∠DAE，且；
（2）解：如图2，连接DF．
在中，，
∴△ABC是等腰三角形，
∵，
∴，
由（1）可知，，
∴，
又∵，
∴（SSS），
∴，，
又∵，
∴（SAS），
∴，
∵，
∴在中，，
设，，
∵，
∴，
∴，
∴．
【点睛】此题考查了全等三角形的判定和性质、图形的旋转、锐角三角函数、直角三角形的性质、等腰三角形的判定和性质等知识，熟练掌握全等三角形的判定和性质是解题的关键
【题型4 全等三角形模型-平移模型】
【例4】（2023·江苏常州·统考一模）如图，将Rt△ABC沿BC所在直线平移得到△DEF．
(1)如图①，当点E移动到点C处时，连接AD，求证：△CDA≌△ABC；
(2)如图②，当点E移动到BC中点时，连接AD、AE、CD，请你判断四边形AECD的形状，并说明理由．
【答案】（1）见解析；（2）四边形是菱形，理由见解析．
【分析】（1）根据平移的性质得到∠BAC=∠DCA，从而利用SAS证明△CDA≌△ABC；
（2）根据平移的性质得到，，结合点E是BC中点得到四边形AECD为平行四边形，再结合AE=EC可得结论.
【详解】解：（1）证明：平移得到，
，，
，
在与中，
，
；
（2）四边形是菱形
平移得到，
，，
点是中点，，
，
平行且等于，
即四边形是平行四边形，
，
平行四边形是菱形.
【点睛】本题考查了平移的性质，全等三角形的判定，菱形的判定，直角三角形斜边中线定理，解题的关键是熟练运用平移的性质得到判定的条件.
【变式4-1】（2023上·河南南阳·八年级统考期末）如图，已知点A、D、C、F在同一条直线上，，．给出下列三个条件：①，②，③．
(1)请在上述三个条件中选取一个条件，使得．你选取的条件序号为______，你判定的依据是______（填“”或“”或“”或“”）；
(2)请用（1）中所选条件证明；
(3)可看作是由沿方向平移得到的，过B作于M，当，，是以为腰的等腰三角形时，直接写出平移距离的长．
【答案】(1)②，（或③，）
(2)见解析
(3)12或
【分析】(1)根据三角形的判定定理即可解答；
(2)根据(1)所选取的条件，证明三角形全等即可；
(3)首先根据勾股定理可求得的长，再分两种情况，即和，分别计算即可求得．
【详解】（1）解：已知，，
故只要再添加一对角或已知相等角的边，即可使得，
故答案为：②，（或③，）；
（2）证明：选②，
在和中，
，
；
（3）解：如图：
在，，，
，
当时，
是等腰三角形，，
；
当时，
设，则，
在，，
得，
解得，
综上，的长为12或．
【点睛】本题考查了添加条件使三角形全等及证明，等腰三角形的性质，勾股定理，能熟记全等三角形的判定定理是解此题的关键．
【变式4-2】（2023·云南德宏·统考模拟预测）如图，将△ABC沿射线AB平移4cm后能与△BDE完全重合，连接CE、CD交BE于点O，OB＝OC．
(1)求证：四边形CBDE为矩形；
(2)若S△BOC＝cm2，求∠ACD的度数．
【答案】(1)见解析
(2)120°
【分析】（1）由平移的性质及判定定理可证得，根据全等三角形的性质即可求证结论．
（2）根据矩形的性质及面积公式即可求得，进而可利用特殊三角函数值可求得，根据垂直平分线的性质即可求解．
【详解】（1）证明：由题意可知：△BDE由△ABC平移后得到，
∴，且，
∴四边形是平行四边形，
∴，且，
∴，，
在和中
，
∴
∴，，
又∵，
∴，
∴ 平行四边形为矩形．
（2）由（1）可知四边形为矩形，
∴，且cm，
在中过点作的垂线，垂足为，则，
∵，
∴cm，
∴在，，
∴，
又∴在△ACD中，BC是AD的垂直平分线，
∴，
∴，
∠ACD的度数为．
【点睛】本题考查了平移的性质、全等三角形的判定及性质、矩形的判定及性质、特殊三角函数值求角度，熟练掌握相关性质及判定定理是解题的关键．
【变式4-3】（2023·北京门头沟·二模）如图，在中，，点在延长线上，且，将延方向平移，使点移动到点，点移动到点，点移动到点，得到，连接，过点作于．

(1)依题意补全图形；
(2)求证：；
(3)连接，用等式表示线段，的数量关系，并证明．
【答案】(1)见详解
(2)见详解
(3)，理由见详解
【分析】（1）按要求作图即可；
（2）根据平移的性质可求，再求，即可得证；
（3）连接、，可证，从而可得，，再证，从而可得，，从而可证，即可得证．
【详解】（1）解：如图

（2）证明：由平移得：
，，
，
，
，
，
，
，
．
（3）解：．
理由：如图，连接、，

，
，
在和中
，
()，
，；
，
，
；
由平移得：；
在和中
，
()，
，，
，
，
，
，
．
【点睛】本题考查了平移的性质，全等三角形的判定及性质，勾股定理，掌握相关的判定方法及性质，并会根据题意作出辅助线是解题的关键．
【题型5 全等三角形模型-对称模型】
【例5】（2023·云南昆明·统考三模）如图，平分，，，垂足分别为、．

(1)求证：；
(2)若，，求的长．
【答案】(1)证明见解析；
(2)．
【分析】（1）由角平分线与垂直的定义可得，，又公共边，通过可证得；
（2）由可得，．在中，根据勾股定理求得，由，，可得垂直平分，又根据对角线互相垂直的四边形的面积等于对角线乘积的一半可得，代入可求得．
【详解】（1）∵平分
∴
∵，
∴
在和中，
，
∴．
（2）∵，
∴，
．
∵在中，，，
∴，
∵，
∴，，
∴垂直平分，
∴，
∴，
∴．
【点睛】本题考查三角形全等的证明与性质，勾股定理，对角线互相垂直的四边形的面积，熟练运用四边形的面积求线段的长是解题的关键．
【变式5-1】（2023·重庆渝中·统考二模）如图，已知，，与交于点，
（1）求证：；
（2）若，求的度数．
【答案】（1）见解析；（2）80°．
【分析】（1）由HL证明Rt△ABC≌Rt△DEF；
（2）根据三角形内角和180°解得∠ABC＝40°，由（1）中结论证得∠ABC＝∠DEF＝40°,最后由三角形的外角性质解题．
【详解】证明：（1）∵AE＝DB，
∴AE＋EB＝DB＋EB，即AB＝DE
又∵∠C＝∠F＝90°，AC＝DF，
∴Rt△ABC≌Rt△DEF．
（2）∵∠C＝90°，∠A＝50°，
∴∠ABC＝∠C－∠A＝90°－50°＝40°，
由（1）知Rt△ABC≌Rt△DEF，
∴∠ABC＝∠DEF,
∴∠DEF＝40°
∴∠BOF＝∠ABC＋∠BEF＝40°＋40°＝80°．
【点睛】本题考查全等三角形的判定与性质、三角形内角和定理、三角形外角性质等知识，是重要考点，掌握相关知识是解题关键．
【变式5-2】（2023·浙江湖州·统考二模）如图，点、、、在一条直线上，，，．求证：．
【答案】见解析
【分析】本题考查了全等三角形的判定与性质，证即可．
【详解】解：∵，
∴，
即：
∵，，
∴
∴
【变式5-3】（2023·辽宁大连·统考二模）如图，AC⊥BC，AD⊥BD，AD＝BC．AD，BC交于点O．求证：OC＝OD．
【答案】见解析
【分析】根据HL证明Rt△ABD和Rt△BAC全等，进而利用AAS证明△AOC和△BOD全等解答即可．
【详解】证明：∵AC⊥BC，AD⊥BD，
∴∠C＝∠D＝90°．
在Rt△ABD和Rt△BAC中，
，
∴Rt△ABD≌Rt△BAC（HL），
∴BD＝AC，
在△AOC和△BOD中，
，
∴△AOC≌△BOD（AAS），
∴OC＝OD．
【点睛】此题考查全等三角形的判定和性质，关键是根据HL证明Rt△ABD和Rt△BAC全等．
【题型6 全等三角形模型-旋转模型】
【例6】（2023·湖南益阳·统考中考真题）如图，在中，，，点D在边上，将线段绕点D按顺时针方向旋转得到，线段交于点E，作于点F，与线段交于点G，连接．

(1)求证：；
(2)求证：；
(3)若，，当平分四边形的面积时，求的长．
【答案】(1)见解析
(2)见解析
(3)
【分析】（1）根据旋转的性质可得，再根据，可得，即可；
（2）根据，可得点B，C，G，F四点共圆，从而得到，，从而得到，进而得到，可证明，即可；
（3）连接，根据，，可得，，，设，则可得，，，，，，再由平分四边形的面积，可得，从而得到关于x的方程，即可求解．
【详解】（1）证明：∵线段绕点D按顺时针方向旋转得到，
∴，
∴，
∵，即，
∴，
∵，
∴，
在和中，
∵， ，
∴；
（2）证明：∵，
∴点B，C，G，F四点共圆，
∴，，
∵，
∴，
∵，
∴，
∵，
∴，
∴，
即；
（3）解：如图，连接，

∵，
∴，，
∵，，
∴，
∴，，
∴，
设，则，
∴，，，
∴，
∴，，
∵平分四边形的面积，
∴，
∴，
即，
解得：（负值舍去），
∴．
【点睛】本题主要考查了全等三角形的判定和性质，相似三角形的判定和性质，解直角三角形，勾股定理等知识，熟练掌握全等三角形的判定和性质，相似三角形的判定和性质是解题的关键．
【变式6-1】（2023·辽宁阜新·统考中考真题）已知，四边形是正方形，绕点旋转（），，，连接，．
(1)如图，求证：≌；
(2)直线与相交于点．
如图，于点，于点，求证：四边形是正方形；
如图，连接，若，，直接写出在旋转的过程中，线段长度的最小值．
【答案】(1)见解析
(2)①见解析②
【分析】根据证明三角形全等即可；
根据邻边相等的矩形是正方形证明即可；
作交于点，作于点，证明是等腰直角三角形，求出的最小值，可得结论．
【详解】（1）证明：四边形是正方形，
，．
，．
，
，
在和中，

≌；
（2）证明：如图中，设与相交于点．

，
．
≌，
．
，
．
，
，，
四边形是矩形，
．
四边形是正方形，
，．
．
又，
≌．
．
矩形是正方形；
解：作交于点，作于点，

∵
∴≌．
．
，，
最大时，最小，．
．
由可知，是等腰直角三角形，
．
【点睛】本题属于四边形综合题，考查了正方形的性质，全等三角形的判定和性质，等腰直角三角形的判定和性质，勾股定理等知识，解题的关键是正确寻找全等三角形解决问题，属于中考压轴题．
【变式6-2】（2023·广西·统考中考真题）已知在ABC中，O为BC边的中点，连接AO，将AOC绕点O顺时针方向旋转（旋转角为钝角），得到EOF，连接AE，CF．
（1）如图1，当∠BAC＝90°且AB＝AC时，则AE与CF满足的数量关系是 ；
（2）如图2，当∠BAC＝90°且AB≠AC时，（1）中的结论是否仍然成立？若成立，请写出证明过程；若不成立，请说明理由；
（3）如图3，延长AO到点D，使OD＝OA，连接DE，当AO＝CF＝5，BC＝6时，求DE的长．

【答案】（1）；（2）成立，证明见解析；（3）
【分析】（1）结论．证明，可得结论．
（2）结论成立．证明方法类似（1）．
（3）首先证明，再利用相似三角形的性质求出，利用勾股定理求出即可．
【详解】解：（1）结论：．
理由：如图1中，

，，，
，，
，
，
，，
，
．
（2）结论成立．
理由：如图2中，

，，
，
，
，
，，
，
．
（3）如图3中，

由旋转的性质可知，
，
，
，
，，，
，
，
，
，
，
，
．
【点睛】本题属于几何变换综合题，考查了旋转变换，全等三角形的判定和性质，相似三角形的判定和性质，勾股定理等知识，解题的关键是正确寻找全等三角形或相似三角形解决问题，属于中考压轴题．
【变式6-3】（2023·湖南·统考中考真题）在中，，，直线经过点，过点、分别作的垂线，垂足分别为点、．
(1)特例体验：
如图①，若直线，，分别求出线段、和的长；
(2)规律探究：
①如图②，若直线从图①状态开始绕点旋转，请探究线段、和的数量关系并说明理由；
②如图③，若直线从图①状态开始绕点A顺时针旋转，与线段相交于点，请再探线段、和的数量关系并说明理由；
(3)尝试应用：
在图③中，延长线段交线段于点，若，，求．
【答案】(1)BD=1；CE=1；DE=2
(2)DE=CE+BD；理由见解析；②BD=CE+DE；理由见解析
(3)
【分析】（1）先根据得出，根据，得出，，再根据，求出，，
即可得出，最后根据三角函数得出，，即可求出；
（2）①DE=CE+BD；根据题意，利用“AAS”证明，得出AD=CE，BD=AE，即可得出结论；
②BD=CE+DE；根据题意，利用“AAS”证明，得出AD=CE，BD=AE，即可得出结论；
（3）在Rt△AEC中，根据勾股定理求出，根据，得出，代入数据求出AF，根据AC=5，算出CF，即可求出三角形的面积．
【详解】（1）解：∵，，
∴，
∵，
∴，，
∵BD⊥AE，CE⊥DE，
∴，
∴，，
∴，
∴，
，
∴．
（2）DE=CE+BD；理由如下：
∵BD⊥AE，CE⊥DE，
∴，
∴，
∵，
∴，
∴，
∵AB=AC，
∴，
∴AD=CE，BD=AE，
∴DE=AD+AE=CE+BD，
即DE=CE+BD；
②BD=CE+DE，理由如下：
∵BD⊥AE，CE⊥DE，
∴，
∴，
∵，
∴，
∴，
∵AB=AC，
∴，
∴AD=CE，BD=AE，
∴BD=AE=AD+DE=CE+DE，
即BD=CE+DE．
（3）根据解析（2）可知，AD=CE=3，
∴，
在Rt△AEC中，根据勾股定理可得：，
∵BD⊥AE，CE⊥AE，
∴，
∴，
即，
解得：，
∴，
∵AB=AC=5，
∴．
【点睛】本题主要考查了三角形全等的判定和性质，等腰三角形的判定和性质，勾股定理，平行线的性质，解直角三角形，根据题意证明，是解题的关键．
【题型7 全等三角形模型-一线三等角模型】
【例7】（2023·四川成都·统考二模）通过对下面数学模型的研究学习，解决下列问题：（模型呈现）
（1）如图，，过点作于点，过点作于点．由，得．又，可以推理得到．进而得到_____________，．我们把这个数学模型称为“字”模型或“一线三等角”模型；

（模型应用）
（2）如图，，连接，且于点与直线交于点．求证：点是的中点；
（深入探究）
（3）如图，已知四边形和为正方形，的面积为的面积为，则有_____________（填“>、、”）
【答案】（1）；（2）见解析；（3）。
【分析】（1）根据全等三角形的性质可直接进行求解；
（2）分别过点和点作于点，于点，进而可得，然后可证，则有，进而可得，通过证明可求解问题；
（3）过点作交于，过点作交延长线于，过点作交延长线于，由题意易得，，，然后可得，则有，，进而可得，通过证明及等积法可进行求解问题．
【详解】解：（1）∵，
∴，
故答案为；
（2）分别过点和点作于点，于点，如图所示：

∴，
∵，
∴，
∴，
∵，
∴，
∵，
∴，
∴，
同理可知，
∴，
∵，，
∴，
∵
∴，
∴，即点是的中点；
（3），理由如下：
如图所示，过点作交于，过点作交延长线于，过点作交延长线于

∵四边形与四边形都是正方形
∴，，
∵，，
∴，，，
又∵，
∴，
∴，
∴，，
同理可以证明，
∴，，
∴，
∵，，，
∴，
∴，
∵，
∴,
∴即，
故答案为：．
【点睛】本题主要考查全等三角形的性质与判定、直角三角形的两个锐角互余及等积法，熟练掌握全等三角形的判定条件是解题的关键．
【变式7-1】（2023·重庆·统考二模）如图，在中，，，点D在线段上运动（D不与B、C重合），连接，作，交线段于E．

(1)当时， °， °；点D从B向C运动时，逐渐变 （填“大”或“小”）；
(2)当等于多少时，，请说明理由；
(3)在点D的运动过程中，的形状可以是等腰三角形吗？若可以，请直接写出的度数．若不可以，请说明理由．
【答案】(1)；；小
(2)当时，
(3)可以；的度数为或
【分析】（1）由已知平角的性质可得，再利用三角形内角和定理进而求得，即可判断点从向运动过程中，逐渐变小；
（2）当时，由已知和三角形内角和定理可得，，等量代换得，又由，可得；
（3）根据等腰三角形的判定定理，利用三角形内角和定理求解即可．
【详解】（1）解：，
，
点D从B向C运动时，逐渐变小，
故答案为：；；小．
（2）解：当时，，
理由：，
，
又，
∴，
，
又 ，，
；
（3）解：当的度数为或时，的形状是等腰三角形；
理由：时，
，
，
，，
，
是等腰三角形；
时，
，
，
，
，
的形状是等腰三角形．
【点睛】本题考查了等腰三角形的判定和性质，全等三角形的判定，熟练掌握知识点是解题的关键．
【变式7-2】（2023·山西晋中·统考一模）通过对数学模型“K字”模型或“一线三等角”模型的研究学习，解决下列问题：
[模型呈现]如图1，，，过点B作于点C，过点D作于点E．求证：．
[模型应用]如图2，且，且，请按照图中所标注的数据，计算图中实线所围成的图形的面积为________________．
[深入探究]如图3，，，，连接，，且于点F，与直线交于点G．若，，则的面积为_____________．
【答案】[模型呈现]见解析；[模型应用]50；[深入探究]63
【分析】[模型呈现]证明，根据全等三角形的对应边相等得到；
[模型应用]根据全等三角形的性质得到，，，根据梯形的面积公式计算，得到答案；
[深入探究]过点D作于P，过点E作交的延长线于Q，根据全等三角形的性质得到，证明，得到，进而求出，根据三角形的面积公式计算即可．
【详解】[模型呈现]证明：∵，
∴，
∵，
∴，
∴，
∴，
在和中，
，
∴，
∴；
[模型应用]解：由[模型呈现]可知，，
∴，
则，
故答案为：50；
[深入探究]过点D作于P，过点E作交AG的延长线于Q，
由[模型呈现]可知，，
∴，
在和中，
，
∴，
∴，
∵，
∴，
∴，
∴，
∴，
故答案为：63．
【点睛】本题考查的是全等三角形的判定和性质、三角形的面积计算，熟记三角形确定的判定定理是解题的关键．
【变式7-3】（2023下·山东威海·一模）已知：CD是经过∠BCA的顶点C的一条直线，CA＝CB，E、F是直线CD上两点，∠BEC＝∠CFA＝∠α．
（1）若直线CD经过∠BCA的内部，∠BCD＞∠ACD．
①如图1，∠BCA＝90°，∠α＝90°，写出BE，EF，AF间的等量关系： ．
②如图2，∠α与∠BCA具有怎样的数量关系，能使①中的结论仍然成立？写出∠α与∠BCA的数量关系 ．
（2）如图3．若直线CD经过∠BCA的外部，∠α＝∠BCA，①中的结论是否成立？若成立，进行证明；若不成立，写出新结论并进行证明．
【答案】（1）①EF= BE-AF；②∠α+ ∠BCA = 180°，理由见解析；（2）不成立，EF=BE+AF，证明见解析
【分析】（1）①求出∠BEC=∠AFC = 90°, ∠CBE=∠ACF，根据AAS证△BCE≌△CAF，推出BE=CF，CE = AF即可得出结论；②求出∠BEC =∠AFC,∠CBE=∠ACF，根据AAS证△BCE≌△CAF，推出BE= CF，CE = AF即可得出结论;
（2）求出∠BEC =∠AFC，∠CBE= ∠ACF，根据AAS证△BCE≌△CAF，推出BE= CF，CE=AF即可得出结论．
【详解】（1）①EF、BE、AF的数量关系：EF= BE-AF，
证明：当α =90°时，∠BEC = ∠CFA =90°，
∵∠BCA = 90°,
∴∠BCE＋∠ACF= 90°,
∵∠BCE＋∠CBE =90°，
∴∠ACF = ∠CBE，
∵AC = BC,
∴△BCE≌△CAF,
∴BE =CF,CE = AF,
∵CF =CE＋EF,
∴EF= CF -CE=BE-AF；
②∠α与∠BCA关系：∠α+ ∠BCA = 180°
当∠α+ ∠BCA = 180°时，①中结论仍然成立;
理由是：如题图2，
∵∠BEC = ∠CFA = ∠α, ,∠α+∠ACB =180°,
又∵
∴∠CBE= ∠ACF,
在△BCE和△CAF中
∴△BCE≌△CAF (AAS),
∴BE =CF,CE = AF，
∴EF= CF-CE= BE -AF;
故答案为: ∠α+ ∠BCA = 180° ；
（2）EF、BE、AF的数量关系:EF=BE+AF，理由如下
∵∠BEC =∠CFA =∠α, ∠α= ∠BCA,
又∵∠EBC +∠BCE＋∠BEC = 180° , ∠BCE＋∠ACF+∠ACB =180° ,
∴∠EBC ＋∠BCE =∠BCE＋∠ACF
∴∠EBC = ∠ACF，
在△BEC和△CFA中
∴△ABE≌△CFA(AAS)
∴AF = CE，BE = CF
∵EF= CE+CF,
∴EF= BE＋AF．
【点睛】本题考查了全等三角形的性质和判定，证明△BCE≌△CAF是解题的关键．
【题型8 全等三角形模型-手拉手模型】
【例8】（2023·江苏扬州·统考二模）点为外一点，，．
(1)如图1，，，求证：；
(2)如图2，若，，，求证：；
(3)如图3，若，，，请直接用含的式子表示的长．
【答案】(1)见解析
(2)见解析
(3)
【分析】（1）根据证明 ，可得；
（2）延长交AE于F，连，根据证明，则，，结论得证；
（3）过点C在上方作，连．由（1）知，则，求出，可求出的长，则可求出．
【详解】（1）证明：，
，
又，，
，
．
（2）如图1，延长交于，连，
，
．
，，
．
，，
，
，，
，
；
（3）如图2，过点在上方作，，连、．
设、交于点，由（1）知，，
．
又，
，，
，
，，
．
【点睛】本题考查了全等三角形的判定与性质，等腰直角三角形的性质与判定，平行线的性质，含角的直角三角形的性质，勾股定理等知识，正确的作出辅助线是解题的关键.
【变式8-1】（2023·山东淄博·模拟预测）如图，是一个锐角三角形，分别以、为边向外作等边三角形、，连接、交于点，连接．
(1)求证：≌；
(2)求的度数；
(3)求证：平分．
【答案】(1)见解析
(2)
(3)见解析
【分析】（1）由、是等边三角形，易证，继而可证；
（2）由≌，得到，进一步得到，由三角形内角和得到答案；
（3）作于点于点，证明，由，即可得到结论．
【详解】（1）证明：、是等边三角形，
，
，
即，
≌；
（2）解：≌，
，
，
；
（3）证明：如图，作于点于点，
，
，
，，
，
，
，
平分．
【点睛】此题考查了全等三角形的判定和性质、等边三角形的判定和性质、角平分性的判定知识，熟练掌握全等三角形的判定和性质是解题的关键．
【变式8-2】（2023下·陕西咸阳·模拟预测）和如图所示，其中．
(1)如图①，连接，求证：；
(2)如图②，连接，若，，，，求的长．
【答案】(1)见解析
(2)
【分析】（1）只需证，即可得到结论；
（2）先证明是直角三角形，再用勾股定理求．
【详解】（1）证明：，，
，，
，，
，
，
．
（2）解：，
，
，
是等边三角形，
，，
，
，
由（1）知：，
，，
，
．
【点睛】本题考查全等三角形的判定和性质、等边三角形的判定及性质、勾股定理，解题的关键是确定全等三角形的条件．
【变式8-3】（2023上·山东临沂·二模）已知在中，，过点B引一条射线，D是上一点
【问题解决】
(1)如图1，若，射线在内部，，求证：，小明同学展示的做法是：在上取一点E使得，通过已知的条件，从而求得的度数，请你帮助小明写出证明过程；
【类比探究】
(2)如图2，已知．
①当射线在内，求的度数
②当射线在下方，如图3所示，请问的度数会变化吗?若不变，请说明理由，若改变，请求出的度数；
【答案】(1)见解析
(2)①②；的度数会变化，理由见解析
【分析】（1）根据等边三角形的判定定理得到、是等边三角形，进而得到，根据证明，根据全等三角形的性质得到，得到答案；
（2）①在上取一点E，，证明，得到，可求出答案；
②在延长线上取一点E，使得，同理证明，求出，进而求出．
【详解】（1）证明：如图1，在上取一点E，使，
∵，
∴是等边三角形，
∴，
∵，，
∴是等边三角形，
∴，
∴，
∴，即，
∵在和中，
∴，
∴，
∴；
（2）证明：①在上取一点E，，如图所示：
∵，，
∴，，
∴，
∴，
∵在和中，
∴，
∴，
∴；
②的度数会变化，理由如下：
在延长线上取一点E，使得，如图所示：
同理①的方法可证：，
∴，
∴．
【点睛】本题考查的是等边三角形的判定与性质、全等三角形的判定与性质，等腰三角形的判定和性质，正确作出辅助线，构造全等三角形进行计算和证明是解题的关键．
【题型9 构造辅助线证明两个三角形全等-倍长中线法】
【例9】（2023上·北京通州·二模）如图，O为四边形ABCD内一点，E为AB的中点，OA＝OD，OB＝OC，∠AOB+∠COD＝．
（1）若∠BOE＝∠BAO，AB＝，求OB的长；
（2）用等式表示线段OE和CD之间的关系，并证明．
【答案】（1）2；（2），理由见解析
【分析】（1）由已知条件∠BOE＝∠BAO，且公共角，证明△OBE∽△ABO，进而列出比例式，代入数值即可求得；
（2）延长OE到点F，使得，连接AF，FB，证明△AOF≌△DOC，进而可得，即
【详解】（1）解：∵∠BOE＝∠BAO，，
∴△OBE∽△ABO，
∴，
∵AB＝，E为AB的中点，
∴
∴，
∴（舍负）.
（2）线段OE和CD的数量关系是：，理由如下，
证明：如图，延长OE到点F，使得，连接AF，FB.
∵
∴四边形AFBO是平行四边形，
∴，，
∴，
∵∠AOB+∠COD＝，
∴，
∵OB＝OC，
∴，
在△AOF和△DOC中，
，
∴△AOF≌△ODC，
∴
∴.
【点睛】本题考查了相似三角形的性质与判定，全等三角形的性质与判定，平行四边形的性质与判定，第（2）小问中，根据题意正确的添加辅助线是解题的关键．
【变式9-1】（2023·湖北十堰·统考一模）如图，在中，为边的中线，E为上一点，连接并延长交于点F，若，，，则的长为 ．
【答案】
【分析】本题考查了全等三角形的判定和性质，等腰三角形的性质．延长至G，使，连接，根据证明，则，根据可得，由此可得，即可得出，然后利用线段的和差即可求出的长．正确的作出辅助线构造全等三角形是解题的关键．
【详解】
如图，延长至G，使，连接，
在和中
，
，
．
，，
，
，
，
．
，
，
．
故答案为：
【变式9-2】（2023上·黑龙江哈尔滨·模拟预测）如图，中，点D在上，，点E是的中点，连接，则 ．
【答案】/
【分析】如图，延长至F，使得，交于点G，通过“边角边”证明，则，根据题意与三角形的外角性质可得，进而可得，设，根据题意得到关于x的方程，然后求解方程即可．
【详解】解：如图，延长至F，使得，交于点G，
∵点E是的中点，
∴，
在与中，
，
∴，
∴，
∵，
∴，
∵，
∴，
∴，
∴，
设，
∵，
∴，
解得，
即．
故答案为：
【点睛】本题主要考查全等三角形的判定与性质，等腰三角形的判定，三角形的外角性质，解此题的关键在于熟练掌握其知识点，根据中点作出适当的辅助线．
【变式9-3】（2023上·湖北武汉·一模）（1）如图1，已知中，AD是中线，求证：；
（2）如图2，在中，D，E是BC的三等分点，求证：；
（3）如图3，在中，D，E在边BC上，且．求证：．
【答案】（1）见解析；（2）见解析；（3）见解析
【分析】（1）利用“倍长中线”法，延长AD，然后通过全等以及三角形的三边关系证明即可；
（2）取DE中点H，连接AH并延长至Q点，使得AH=QH，连接QE和QC，通过“倍长中线”思想全等证明，进而得到AB=CQ，AD=EQ，然后结合三角形的三边关系建立不等式证明即可得出结论；
（3）同（2）处理方式一样，取DE中点M，连接AM并延长至N点，使得AM=NM，连接NE，CE，结合“倍长中线”思想证明全等后，结合三角形的三边关系建立不等式证明即可得出结论．
【详解】证：（1）如图所示，延长AD至P点，使得AD=PD，连接CP，
∵AD是△ABC的中线，
∴D为BC的中点，BD=CD，
在△ABD与△PCD中，
∴△ABD≌△PCD(SAS)，
∴AB=CP，
在△APC中，由三边关系可得AC+PC＞AP，
∴；
（2）如图所示，取DE中点H，连接AH并延长至Q点，使得AH=QH，连接QE和QC，
∵H为DE中点，D、E为BC三等分点，
∴DH=EH，BD=DE=CE，
∴DH=CH，
在△ABH和△QCH中，
∴△ABH≌△QCH(SAS)，
同理可得：△ADH≌△QEH，
∴AB=CQ，AD=EQ，
此时，延长AE，交CQ于K点，
∵AC+CQ=AC+CK+QK，AC+CK＞AK，
∴AC+CQ＞AK+QK，
又∵AK+QK=AE+EK+QK，EK+QK＞QE，
∴AK+QK＞AE+QE，
∴AC+CQ＞AK+QK＞AE+QE，
∵AB=CQ，AD=EQ，
∴；
（3）如图所示，取DE中点M，连接AM并延长至N点，使得AM=NM，连接NE，CE，
∵M为DE中点，
∴DM=EM，
∵BD=CE，
∴BM=CM，
在△ABM和△NCM中，
∴△ABM≌△NCM(SAS)，
同理可证△ADM≌△NEM，
∴AB=NC，AD=NE，
此时，延长AE，交CN于T点，
∵AC+CN=AC+CT+NT，AC+CT＞AT，
∴AC+CN＞AT+NT，
又∵AT+NT=AE+ET+NT，ET+NT＞NE，
∴AT+NT＞AE+NE，
∴AC+CN＞AT+NT＞AE+NE，
∵AB=NC，AD=NE，
∴．
【点睛】本题考查全等三角形证明问题中辅助线的添加，掌握“倍长中线”的基本思想，以及熟练运用三角形的三边关系是解题关键．
【题型10 构造辅助线证明两个三角形全等-截长补短法】
【例10】（2023上·四川南充·二模）(1)阅读理解：
问题：如图1，在四边形中，对角线平分，．求证：．
思考：“角平分线+对角互补”可以通过“截长、补短”等构造全等去解决问题．
方法1：在上截取，连接，得到全等三角形，进而解决问题；
方法2：延长到点，使得，连接，得到全等三角形，进而解决问题．
结合图1，在方法1和方法2中任选一种，添加辅助线并完成证明．
(2)问题解决：如图2，在(1)的条件下，连接，当时，探究线段，，之间的数量关系，并说明理由；
(3)问题拓展：如图3，在四边形中，，，过点作，垂足为点，请写出线段、、之间的数量关系并说明理由．
【答案】（1）见解析；（2），见解析；（3），见解析
【分析】（1）方法1：在上截取，连接，证明，得出，，进而得出，则，等量代换即可得证；方法：延长到，使，连接，证明，得出，，进而得出，则，等量代换即可得证
（2），，之间的数量关系为．方法1：在上截取，连接，由知，得出，为等边三角形，证明，得出，进而即可得证；方法：延长到，使，连接，由知，则，是等边三角形，证明，得出，进而即可得证；
（3）线段、、之间的数量关系为，连接，过点作于点，证明，和，得出，进而即可得证．
【详解】解：（1）方法1：在上截取，连接，
平分，
，
在和中，
，
，
，，
，，
，
，
；
方法：延长到，使，连接，
平分，
，
在和中，
，
，
，，
，，
，
，
；
（2），，之间的数量关系为．
方法1：理由如下：
如图，在上截取，连接，
由知，
，
，
，
，
为等边三角形，
，，
，
为等边三角形，
，，
，
，
，
．
方法：理由：延长到，使，连接，
由知，
，
是等边三角形，
，，
，
，
，
，
为等边三角形，
，，
，
，
即，
在和中，
，
，
，
，
；
（3）线段、、之间的数量关系为．
连接，过点作于点，
，，
，
在和中，
，
，
，，
在和中，
，
，
，
，
，
【点睛】本题考查了全等三角形的性质与判定，掌握全等三角形的性质与判定是解题的关键．
【变式10-1】（2023·浙江绍兴·统考一模）如图，在五边形中，，平分，．

(1)求证：；
(2)若，求的度数．
【答案】(1)见解析
(2)
【分析】（1）在上截取，连接，证明，根据全等三角形的性质得出，，进而证明，根据全等三角形的性质得出，进而即可求解；
（2）根据全等三角形的性质，结合图形可得，即可求解．
【详解】（1）解：在上截取，连接．

∵平分，
∴．
在和中，
∴
∴，．
又∵，
∴．
又∵，
∴，
∴．
在和中，，
∴
∴．
∴．
（2）∵，
∴．
∵，
∴．
∴．
∴．
【点睛】本题考查了全等三角形的性质与判定，熟练掌握全等三角形的性质与判定是解题的关键．
【变式10-2】（2023上·辽宁抚顺·三模）如图，在平面直角坐标系中，，，B为y轴正半轴上一点，D在第四象限，且，平分，．
(1)直接写出B点坐标；
(2)求证：；
(3)求四边形的面积．
【答案】(1)
(2)见解析
(3)32
【分析】（1）先证明，进而推出，则，由此求解即可；
（2）如图所示，在上取一点E使得，利用证明，得到，再证明，得到，则；
（3）如图所示，过点D作轴于F，证明，得到，则，，再由进行求解即可．
【详解】（1）解：∵，平分，
∴，
∵，
∴，
∴，
∵，
∴，
∴，
（2）解：如图所示，在上取一点E使得，

∵平分，
∴，
在和中，
，
∴，
∴，
∵，
∴，
∴，
∴；
此题方法较多，如以下两种辅助线方式同理可证.

（3）解：如图所示，过点D作轴于F，

，，
，，
，，
由（2）得，
，
，
，
，，
，
．
【点睛】本题主要考查了坐标与图形，等腰三角形的性质与判定，全等三角形的性质与判定，正确作出辅助线构造全等三角形是解题的关键．
【变式10-3】（2023下·辽宁阜新·一模）问题背景：
如图1：在四边形ABCD中，AB=AD．∠BAD=120°．∠B=∠ADC=90°．E，F分别是BC．CD上的点，且∠EAF=60°，探究图中线段BE，EF，FD之间的数量关系．
(1)小王同学探究此问题的方法是：延长FD到点G．使DG=BE．连接AG，先证明△ABE≌△ADG，再证明△AEF≌△AGF，可得出结论，他的结论应是 ；（直接写结论，不需证明）
探索延伸：
(2)如图2，若在四边形ABCD中，AB=AD，∠B+∠ADF=180°．E，F分别是BC，CD上的点，且∠EAF=∠BAD，（1）中结论是否仍然成立，并说明理由；
(3)如图3，在四边形ABCD中，AB=AD，∠B+∠ADC=180°，E、F分别是边BC、CD延长线上的点，且∠EAF=∠BAD，（1）中的结论是否仍然成立？若成立，请证明：若不成立，请直接写出它们之间的数量关系．
【答案】(1)EF=BE+FD
(2)（1）中的结论EF=BE+FD仍然成立．证明见解析；
(3)结论EF=BE+FD不成立，结论是：EF=BE-FD．证明见解析．
【分析】（1）延长FD到点G．使DG=BE．连接AG，利用全等三角形的性质解决问题即可；
（2）延长CB至M，使BM=DF，连接AM．证明△ABM≌△ADF（SAS），由全等三角形的性质得出AF=AM，∠2=∠3．△AME≌△AFE（SAS），由全等三角形的性质得出EF=ME，即EF=BE+BM，则可得出结论；
（3）在BE上截取BG，使BG=DF，连接AG．证明△ABG≌△ADF（SAS）．由全等三角形的性质得出∠BAG=∠DAF，AG=AF．证明△AEG≌△AEF（SAS），由全等三角形的性质得出结论．
【详解】（1）解：EF=BE+FD．
延长FD到点G．使DG=BE．连接AG，
∵∠ABE=∠ADG=∠ADC=90°，AB=AD，
∴△ABE≌△ADG（SAS）．
∴AE=AG，∠BAE=∠DAG．
∴∠BAE+∠DAF=∠DAG+∠DAF=∠EAF=60°．
∴∠GAF=∠EAF=60°．
又∵AF=AF，
∴△AGF≌△AEF（SAS）．
∴FG=EF．
∵FG=DF+DG．
∴EF=BE+FD．
故答案为：EF=BE+FD；
（2）解：（1）中的结论EF=BE+FD仍然成立．
证明：如图②中，延长CB至M，使BM=DF，连接AM．
∵∠ABC+∠D=180°，∠1+∠ABC=180°，
∴∠1=∠D，
在△ABM与△ADF中，
，
∴△ABM≌△ADF（SAS）．
∴AF=AM，∠2=∠3．
∵∠EAF=∠BAD，
∴∠2+∠4=∠BAD=∠EAF．
∴∠3+∠4=∠EAF，即∠MAE=∠EAF．
在△AME与△AFE中，
，
∴△AME≌△AFE（SAS）．
∴EF=ME，即EF=BE+BM，
∴EF=BE+DF；
（3）解：结论EF=BE+FD不成立，结论：EF=BE-FD．
证明：如图③中，在BE上截取BG，使BG=DF，连接AG．
∵∠B+∠ADC=180°，∠ADF+∠ADC=180°，
∴∠B=∠ADF．
在△ABG与△ADF中，
，
∴△ABG≌△ADF（SAS）．
∴∠BAG=∠DAF，AG=AF．
∴∠BAG+∠EAD=∠DAF+∠EAD=∠EAF=∠BAD．
∴∠GAE=∠EAF．
∵AE=AE，
∴△AEG≌△AEF（SAS），
∴EG=EF，
∵EG=BE-BG，
∴EF=BE-FD．
【点睛】本题是三角形综合题，考查了三角形全等的判定和性质等知识，解题的关键是添加辅助线，构造全等三角形解决问题．
【题型11 构造辅助线证明两个三角形全等-作平行线】
【例11】（2023·黑龙江哈尔滨·模拟预测）在中，，点在上，点在上，连接和交于点，．

(1)如图1，求证：；
(2)如图2，连接，若平分，求证：；
(3)如图3，在（2）的条件下，点在的延长线上，连接，时，若，，求的长．
【答案】(1)证明见解析；
(2)证明见解析；
(3)．
【分析】本题主要考查了等腰三角形、全等三角形的判定和性质，
（1）利用三角形外角的性质可得，再结合已知可得，根据等边对等角可得，即可得出结论；
（2）过点C作、垂足分别为M、N，过点A作垂足为Q，构造，得，由角平分线性质可得，进而证明，即可得出结论；
（3）过点C作交于P，作交延长线于G，由角平分线+平行线可得：，利用中点加平行模型可得，，进而可得，，结合已知可得，，由此即可得出．
【详解】（1）解：∵，，
∴，
又∵，，
∴，
∵，
∴，
∴．
（2）过点C作、垂足分别为M、N，过点A作垂足为Q，

在和中，
∴，
∴，
又∵，，平分，
∴，
在和中，
，
∴
∴．
（3）过点C作交于P，作交延长线于G，

∴，，
又∵，
∴，
∴，
在和中，
∴，
∴，，
同理可得：，，，
∵，，，
∴，
∵，
∴，
∵，
∴，，
∴，
∴，
∴，
在和中，
∴，
∴，
∵，，
∴，
，
∴
【点睛】本题涉及了等腰三角形的性质和判定、全等三角形的判定和性质、三角形外角的性质、角平分线的定义和性质、平行线的性质等知识；解题关键是作辅助线构造三角形全等转化线段关系，（2）利用了垂直全等模型和角平分线性质，（3）利用中点+平行线构造三角形全等．
【变式11-1】（2023上·福建龙岩·一模）如图所示：是等边三角形，、分别是及延长线上的一点，且，连接交于点．
求让：
【答案】见详解
【分析】过点D作DF∥AC，交BC于点F，根据等边三角形和平行线的性质得∠MDF=∠MEC，DF=CE，从而证明∆FMD≅∆CME，进而即可得到结论．
【详解】过点D作DF∥AC，交BC于点F，
∵是等边三角形，
∴∠B=∠ACB=60°，
∵DF∥AC，
∴∠DFB=∠ACB=60°，∠MDF=∠MEC，
∴是等边三角形，
∴BD=DF，
∵，
∴DF=CE，
又∵∠FMD=∠CME，
∴∆FMD≅∆CME，
∴．
【点睛】本题主要考查等边三角形的性质和判定定理以及全等三角形的判定和性质定理，添加辅助线，构造等边三角形和全等三角形，是解题的关键．
【变式11-2】（2023·黑龙江齐齐哈尔·二模）如图，在等边中，点为边上任意一点，点在边的延长线上，且．

(1)当点为的中点时（如图1），则有______（填“”“”或“”）；
(2)猜想如图2，与的数量关系，并证明你的猜想．
【答案】(1)
(2)，证明见解析
【分析】（1）由是等边三角形，得到，，由三线合一得到， ，由，得，由外角的性质得到，得到，则，证得；
（2）过作交于，先证明是等边三角形，得到，再用证明，得到，进而证得猜想
【详解】（1）∵是等边三角形，
∴，．
∵E为的中点，
∴， ，
∵，
∴是等腰三角形，
∴，
∵，
∴，
∴，
∴，
∴．
故答案为：
（2）解：．理由如下：
过E作交于F，

∵是等边三角形，
∴，．
∴，，即．
∴是等边三角形．
∴．
∵，
∴，．
∵，
∴．
∴．
在和中，
∴．
∴，即．
【点睛】此题主要考查了等边三角形的判定和性质、等腰三角形的判定和性质、全等三角形的判定与性质等知识，在等边三角形中通过作平行线构造全等三角形是解题的关键．
【变式11-3】（2023·山东·统考二模）如图1，在△ABC中，∠BAC＝90°，AB＝AC，点D在边AC上，CD⊥DE，且CD＝DE，连接BE，取BE的中点F，连接DF．
(1)请直接写出∠ADF的度数及线段AD与DF的数量关系；
(2)将图1中的△CDE绕点C按逆时针旋转，
①如图2，（1）中∠ADF的度数及线段AD与DF的数量关系是否仍然成立？请说明理由；
②如图3，连接AF，若AC＝3，CD＝1，求S△ADF的取值范围．
【答案】(1)∠ADF=45°，AD=DF；
(2)①成立，理由见解析；②1≤S△ADF≤4.
【分析】（1）延长DF交AB于H，连接AF，先证明△DEF≌△HBF，得BH=CD，再证明△ADH为等腰直角三角形，利用三线合一及等腰直角三角形边的关系即可得到结论；
（2）①过B作DE的平行线交DF延长线于H，连接AH、AF，先证明△DEF≌△HBF，延长ED交BC于M，再证明∠ACD=∠ABH，得△ACD≌△ABH，得AD=AH，等量代换可得∠DAH=90°，即△ADH为等腰直角三角形，利用三线合一及等腰直角三角形边的关系即可得到结论；
②先确定D点的轨迹，求出AD的最大值和最小值，代入S△ADF=求解即可．
【详解】（1）解：∠ADF=45°，AD=DF，理由如下：
延长DF交AB于H，连接AF，
∵∠EDC=∠BAC=90°，
∴DE∥AB，
∴∠ABF=∠FED，
∵F是BE中点，
∴BF=EF，
又∠BFH=∠DFE，
∴△DEF≌△HBF，
∴BH=DE，HF=FD，
∵DE=CD，AB=AC，
∴BH=CD，AH=AD，
∴△ADH为等腰直角三角形，
∴∠ADF=45°，
又HF=FD，
∴AF⊥DH，
∴∠FAD=∠ADF=45°，
即△ADF为等腰直角三角形，
∴AD=DF;
（2）解：①结论仍然成立，∠ADF=45°，AD=DF，理由如下：
过B作DE的平行线交DF延长线于H，连接AH、AF，如图所示，
则∠FED=∠FBH，∠FHB=∠EFD，
∵F是BE中点，
∴BF=EF，
∴△DEF≌△HBF，
∴BH=DE，HF=FD，
∵DE=CD，
∴BH=CD，
延长ED交BC于M，
∵BH∥EM，∠EDC=90°，
∴∠HBC+∠DCB=∠DMC+∠DCB=90°，
又∵AB=AC，∠BAC=90°，
∴∠ABC=45°，
∴∠HBA+∠DCB=45°，
∵∠ACD+∠DCB=45°，
∴∠HBA=∠ACD，
∴△ACD≌△ABH，
∴AD=AH，∠BAH=∠CAD，
∴∠CAD+∠DAB=∠BAH+∠DAB=90°，
即∠HAD=90°，
∴∠ADH=45°，
∵HF=DF，
∴AF⊥DF，即△ADF为等腰直角三角形，
∴AD=DF．
②由①知，S△ADF=DF2=AD2，
由旋转知，当A、C、D共线时，且D在A、C之间时，AD取最小值为3－1=2，
当A、C、D共线时，且C在A、D之间时，AD取最大值为3+1=4，
∴1≤S△ADF≤4．
【点睛】本题考查了等腰直角三角形性质及判定、全等三角形判定及性质、勾股定理等知识点．构造全等三角形及将面积的最值转化为线段的最值是解题关键．遇到题干中有“中点”时，采用平行线构造出对顶三角形全等是常用辅助线．
【题型12 构造辅助线证明两个三角形全等-作垂线】
【例12】（2023·山西晋中·三模）如图，直线和直线与x轴分别相交于A，B两点，且两直线相交于点C，直线与y轴相交于点．
(1)求点A的坐标及直线的函数表达式；
(2)求的面积；
(3)试探究在x轴上是否存在点P，使得，若存在，请直接写出点P的坐标；若不存在，请说明理由．
【答案】(1)，直线的函数表达式为：
(2)12
(3)，
【分析】（1）对于，令可求出，得到点A的坐标，结合可求出，得到点B的坐标，再根据待定系数法可求出直线的函数表达式；
（2）求出直线和的交点，再根据三角形面积公式求解即可；
（3）分点P在点B右侧的x轴上和在点B左侧的x轴上两种情况，结合勾股定理列出方程求解即可
【详解】（1）将代入得，，
∴．
∴．
∵，
∴．
∴．
设直线的函数表达式为：
将、分别代入得：
，
解得
∴直线的函数表达式为：．
（2）∵点C是直线和的交点，
∴，解得
∴
∵，
∴．
∴的面积为：．
（3）①点P在点B右侧的x轴上时，过点作于点，过点作轴，垂足为，如图3-1，
∴
∴
易证：
∴
∴点坐标为，
∴直线解析式为：，
∴直线与轴交点的坐标为；
②点P在点B左侧的x轴上时， 过点作于点，过点作轴，垂足为，过作轴，如图3-2，
同理易证：,
∴，，
设，则，
解得：，
∴，
∴点坐标为，
∴直线解析式为：，
∴直线与轴交点的坐标为；
综上，在x轴上存在点P，使得，点P的坐标为或
【点睛】本题考查了一次函数综合题，难度一般，关键是一次函数点的坐标的求法和三角形面积的求法．
【变式12-1】（2023上·陕西西安·二模）如图，在中，，，，点为中点，点为上的动点，将点绕点逆时针旋转得到点，连接，当线段的最小时，则 ．
【答案】
【分析】本题主要考查了旋转的性质以及全等三角形判定与性质的综合应用，
过作于，易证，可得，再根据当时，，即点与点重合，即可得出线段的最小值为3，求出此时，又勾股定理即可求出此时．
【详解】解：如图所示，过作于，则，
由旋转可得，，，
，
在和中，
，
，
，
点的运动轨迹是平行的直线，
当点与点重合，的值最小，的最小值为3，
此时，∴，
故答案为：．
【点睛】本题涉及了旋转的性质、三角形全等的性质和判定、点的运动轨迹、依据垂线段最短、勾股定理解三角形，解决问题的关键是作辅助线构造全等三角形，依据垂线段最短进行求解．
【变式12-2】（2023·湖北鄂州·一模）如图，已知AD为△ABC的中线，点E为AC上一点，连接BE交AD于点F，且AE＝FE.
求证：BF＝AC．
【答案】证明见解析
【分析】方法一：当题中有三角形中线时，常加倍中线构造平行四边形，利用平行四边形和等腰三角形的性质证得结论．
方法二：向中线作垂线，证明，得到，再根据AE＝FE，得到角的关系，从而证明，最终得到结论.
【详解】方法一：延长AD到G，使DG＝AD，连接BG，CG，∵DG＝AD，BD＝DC，∴四边形ABGC是平行四边形，∴AC//BG，∠CAD＝∠BGD，又∵AE＝FE，∴∠CAD＝∠AFE，∴∠BGD＝∠AFE＝∠BFG，∴BG＝BF，∵BG＝AC，∴BF＝AC
方法二：如图，分别过点、作，，垂足为、，
则.
，，
，
.
，，
，，
又，
，
.
【点睛】本题是较为典型的题型，至少可以用到两种方法来解题，此题的特点就是必须有中线这个条件才能构造平行四边形或双垂线.
【变式12-3】（2023·湖北·一模）定义：三角形一个内角的平分线所在的直线与另一个内角相邻的外角的平分线相交所成的锐角称为该三角形第三个内角的遥望角．

(1)如图1所示，是中的遥望角，直接写出与的数量关系__________；
(2)如图1所示，连接，猜想与的数量关系，并说明理由；
(3)如图2，四边形中，，点E在的延长线上，连，若己知，求证：是中的遥望角．
【答案】(1)
(2)，理由见解析
(3)见解析
【分析】（1）运用角平分线的定义，以及三角形外角的性质，推导得到，，进而可得；
（2）过点E作交的延长线于点M，作交于点N，作交的延长线于点H，由角平分线的性质定理和判定定理可得，根据可得；
（3）过D作交于点M，过D作交的延长线于点N，先证四边形是矩形，再证，最后证得平分，平分即可．
【详解】（1）解： 是中的遥望角，
平分，平分，
，，
，
，
又 ，
，
故答案为：；
（2）解：，理由如下：
如图，过点E作交的延长线于点M，作交于点N，作交的延长线于点H，

平分，，，
，
同理，
，
，，
平分，即，
，
；
（3）证明：如图，过D作交于点M，过D作交的延长线于点N，

，，，
，
四边形是矩形，
，即，
，
，
，
在和中，
，
，
，
，，
平分，
，
，，
，
，
，
，
，
平分，
平分，
是中的遥望角．
【点睛】本题考查角平分线的性质及判定，全等三角形的性质及判定，三角形外角的定义和性质，等腰三角形的性质等，熟练掌握角平分线的性质定理及判定定理是解题的关键．
【题型13 利用角平分线的性质求解】
【例13】（2023·辽宁阜新·统考中考真题）如图，在矩形中，．连接，在和上分别截取，使．分别以点E和点F为圆心，以大于的长为半径作弧，两弧交于点G．作射线交于点H，则线段的长是 ．

【答案】/
【分析】过H作于Q，再根据角平分线的性质和勾股定理列方程求解．
【详解】解：设，

过H作于Q，
在矩形中，，
∴，
由作图得：平分，
∴，
∵，，
∴，
∴，
∴，
在中，有，
即：，
解得：，
故答案为：．
【点睛】本题考查了基本作图，掌握勾股定理的应用是解题的关键．
【变式13-1】（2023·广东广州·统考中考真题）如图，已知是的角平分线，，分别是和的高，，，则点E到直线的距离为 ．

【答案】/
【分析】根据角平分线上的点到角的两边的距离相等的性质可得点D到的距离等于点D到的距离的长度，然后根据勾股定理求出，最后根据等面积法求解即可．
【详解】解：∵是的角平分线，，分别是和的高，，
∴，
又，
∴，
设点E到直线的距离为x，
∵，
∴．
故答案为：．
【点睛】本题考查了角平分定理，勾股定理等知识，掌握角平分线上的点到角的两边的距离相等是解题的关键．
【变式13-2】（2023·四川·统考中考真题）如图，在平面直角坐标系中，已知点，点，点在轴上，且点在点右方，连接，，若，则点的坐标为 ．

【答案】
【分析】根据已知条件得出，根据等面积法得出，设，则，进而即可求解．
【详解】解：∵点，点，
∴，
，
∵，
∴，
过点作于点，

∵，是的角平分线，
∴
∵
∴
设，则，
∴
解得：或（舍去）
∴
故答案为：．
【点睛】本题考查了正切的定义，角平分线的性质，勾股定理，熟练掌握角平分线的定义是解题的关键．
【变式13-3】（2023·山东·统考中考真题）已知：射线平分为上一点，交射线于点，交射线于点，连接．

(1)如图1，若，试判断四边形的形状，并说明理由；
(2)如图2，过点作，交于点；过点作，交于点．求证：．
【答案】(1)四边形是菱形，理由见解析
(2)见解析
【分析】（1）过点A作于F，于G，先由角平分线性质得，再证明，得，证明，得，从而得出，再根据平行线性质与角平分线定义证明，得，从而得，即可得出结论；
（2）连接，过点A作于H，作于G，证明，得，证明，得，证明，得，从而得，根据平行线等分线段定理即可得出结论．
【详解】（1）解：四边形是菱形，理由如下：
过点A作于F，于G，如图1，

∵平分，，，
∴，
∵，
∴，
∴，
∵，
∴，
∴，
∴，即，
∵平分，
∴
∵
∴
∴
∴
∴，
∴四边形是菱形．
（2）证明：连接，过点A作于H，作于G，如图2，

∵平分，，，
∴，
∵，
∴，
∴，
∵，，
∴，，
∵， ，
∴，
∴，
∴，
∴，即，
∵，，
∴，
∴，
∴，
∵，，
∴，
∵，
∴．
【点睛】本题考查角平分线性质，菱形的判定，全等三解形的判定与性质，垂直定理，平行线等分线段定理，熟练掌握相关性质与判定是解题的关键．
【题型14 角平分线的判定定理】
【例14】（2023·安徽亳州·校考模拟预测）在中，，，，为上一点，为内部一点，且，当的值最小时，则的长是（ ）
A．4B．C．2D．
【答案】C
【分析】过点A作于点D，根据题意可得，从而得到点Q到，的距离相等，进而得到，在上截取，连接，可得，从而得到，进而得到，即的最小值为的长，此时，再根据直角三角形的性质，求出的长，即可求解．
【详解】解：如图，过点A作于点D，
∵，，
∴，
∵，
∴，
∴点Q到，的距离相等，
∴点Q在的平分线上，即，
在上截取，连接，
∵，
∴，
∴，
∴，
即的最小值为的长，
此时，
∵，，
∴，
∵，
∴，
即当的值最小时，则的长是2．
故选：C
【点睛】本题主要考查了角平分线的判定定理，直角三角形的性质，全等三角形的判定和性质，根据题意得到当的值最小时，是解题的关键．
【变式14-1】（2023·福建泉州·校考模拟预测）（1）如图1，在中，，，，D为边上一点，．求证：平分．

（2）如图2，矩形中，，，点E是边上一点，，连接，请用无刻度的直尺和圆规在边上找一点F，使得．（保留作图痕迹，不要求写出作法）

【答案】（1）见解析；（2）见解析
【分析】（1）过点D作于点E，根据勾股定理先求出，用面积法求出的长即可求解；
（2）作，交于点G，②作，交于点F．根据直角三角形两个锐角互余即可证明．
【详解】（1）证明：如图1，过点D作于点E，
在中，，
∵，，
∴，
∵，
∴，
∴，
∴，
∴平分．

（2）如图2，点F即为所求．
作法：①作，交于点G，
②作，交于点F．
理由：∵，
∴．
【点睛】本题考查了作图-复杂作图，角平分线的判定，勾股定理，矩形的性质，解决本题的关键是掌握基本作图方法．
【变式14-2】（2023·江西·中考真题）在图1，2，3中，已知，，点为线段上的动点，连接，以为边向上作菱形，且．
（1）如图1，当点与点重合时，________°；
（2）如图2，连接．
①填空：_________（填“>”，“